随着车辆数目的日益增多,汽车尾气污染日趋严重,为了降低柴油机尾气中NO_x对大气的污染,SCR(Selective Catalytic Reduction)是一种有效的控制方法。本文着重对SCR降低柴油机尾气中NO_x的还原剂喷射和混合管道进行了优化设计。一般认为,柴油机仅仅依靠机内优化措施不能满足欧Ⅳ排放限值的要求,达到第Ⅳ阶段排放标准必须采用排气后处理系统技术。柴油机排气后处理措施中,选择性催化还原技术最有前途,尤其针对柴油机的NO_x排放。本文选用台架试验用4135型柴油机并以欧Ⅳ排放标准为例,选取了还原剂为浓度32.5%(质量比)的尿素水溶液,确定了最大工况下的NO_x的排量,从而计算出所需的最大尿素水溶液的喷射量。再根据尿素水溶液的雾化模型进一步计算出不同孔数下的喷射孔径。然后根据以往的经验和实验结果确定最低的喷射温度。通过分析得出合适喷射方式后,利用GAMBIT软件建立喷射管道的模型,由于混合管道的直径和喷射孔的直径差距很大,所以对不同的面进行了局部网格划分,选择好进出口的边界类型后,导入到FLUENT中。在FLUENT中根据前边得出的数据结论以某种孔数为例,设置好参数后,采用组分混合传输,把某种物质的材料属参数改为雾化尿素水溶液的材料参数,而另一种物质的参数则改为尾气的参数。然后加上边界条件和各种载荷后进行计算,得出计算结果。根据同样的方法可以得出在单孔、2孔、4孔和6孔条件下的计算结果,然后再对不同喷射角度进行计算,最终对得出的计算结果进行汇总分析,得出最佳的喷射方式和混合管道的长度。根据以上计算,确定国内主要重型柴油机型号SCR系统的安装位置。由于柴油机的工作工况很多,为了能够在各种工况下都能最有效地还原掉尾气中的NO_x,而且还要考虑到不能让产生的氨气逃逸到空气中,本文对喷射模型进行了智能控制。确定了喷射的计量装置后,以MCS-51型单片机为核心设计了电路图,再把C语言编写的程序通过KEIL软件导入到单片机中,根据不同传感器得到的数据进行智能控制。